CN102525617A - 骨锚固设备 - Google Patents

Abstract

骨锚固设备，包括：骨锚固元件，具有头部以及用于锚固于骨中的轴；接收部件，其中接收部件包括：杆接收部分，具有第一端和第二端以及带有底部的通道，和头部接收部分，用来容纳头部，头部接收部分具有自由端并且是柔性的；锁闭环；通过用锁闭环压缩头部接收部分来锁闭头部；杆接收部分包括至少一个切口，并且锁闭环具有至少一个突起，在锁闭环处于其中头部未被锁闭的位置时突起延伸穿过所述切口进入通道；在锁闭环处设置第一接合部分，其接合通道的内壁处的第二接合部分从而将锁闭环保持于其中头部能够在头部接收部分中枢转并且被阻止从头部接收部分移除的位置中。

Description

骨锚固设备

技术领域

本发明涉及一种骨锚固设备，其包括骨锚固元件以及用于将骨锚固元件连接至杆的接收部件。骨锚固元件的头部通过借助于由杆压下的锁闭环压缩接收部件的侧向包围头部的部分而锁闭于接收部件中。锁闭环具有两个向上延伸的突起，突起延伸入用于杆的通道中并且能通过杆接合以将压力施加到锁闭环上。向上延伸的突起以如此的方式与接收部件配合，即，使得锁闭环能采取其中头部可在头部接收部分中枢转但是不能从头部接收部分移除的位置。

背景技术

从EP 2 022 423A1中已知一种骨锚固设备，其包括骨锚固元件、具有杆接收部分和头部接收部分的接收部件、以及用于将头部锁闭于头部接收部分中的锁闭环。在杆接收部分中的用于杆的通道的底部下方，在通道的任一端上设置切口，锁闭环的两个向上延伸的突起穿过所述切口延伸入通道内，使得所述突起可由杆接合。在一个实施例中，向上延伸的突起具有侧向突起，其卡合入所述通道中以防止锁闭环在头部没有插入头部接收部分中时掉落。

WO 2007/038350A2描述了一种用于将骨锚连接至支撑杆的装置，该装置包括连接器本体和盖帽。连接器本体具有通道以接收支撑杆并相对于骨锚定位支撑杆。套筒在暂时位置(在该位置中套筒允许骨锚插入容座)中装配于连接器本体的容座部分上。套筒然后能移动至临时锁闭位置(在该位置中套筒允许骨锚形成角度但是防止骨锚的移除)并且还能移动至锁闭位置(在该位置中套筒防止骨锚形成角度以及骨锚的移除)。

发明内容

本发明的目标是提供一种改进的骨锚设备，其具有小尺寸并且允许外科手术期间的安全操作。

这个目标由这样一种骨锚固设备来解决，该骨锚固设备包括：骨锚固元件，其具有头部以及用于锚固于骨中的轴；接收部件，其用于将杆耦合至骨锚固元件，其中接收部件包括：杆接收部分，其具有第一端和第二端以及用于接收杆的带有底部的通道，和头部接收部分，其位于所述第二端一侧处，用来容纳头部，头部接收部分具有自由端并且是柔性的以允许头部的导入和夹紧；包围头部接收部分的锁闭环；其中通过用锁闭环压缩头部接收部分来锁闭头部；其中杆接收部分包括至少一个切口，该切口在所述通道的一端处从所述底部延伸至所述第二端并且其中锁闭环具有至少一个突起，在锁闭环处于其中头部未被锁闭的位置时所述突起延伸穿过所述切口进入所述通道；其特征在于，在锁闭环处设置第一接合部分，该第一接合部分接合所述通道的内壁处的第二接合部分从而将锁闭环保持于其中头部能够在头部接收部分中枢转并且被阻止从头部接收部分移除的位置中。

骨锚固设备为锁闭环提供了预锁闭位置，在该预锁闭位置中螺钉元件的头部能枢转但是不能从头部接收部分被移除。预锁闭位置通过锁闭环与接收部分在延伸入用于杆的通道中的杆支撑突起的区域中的接合来实现。这允许简化夹紧头部的锁闭环在该区域的设计。而且，能降低总体尺寸，尤其是关于骨锚固设备的最大外径。因此，骨锚固设备尤其适合于颈椎中的应用。

锁闭环的预锁闭位置确保了外科手术期间的安全操纵，原因是骨锚定元件的头部不能从接收部件被无意地移除。

附图说明

本发明的其他特征和优点将从使用附图对实施例的描述中变得明显。

在附图中：

图1示出骨锚固设备的一个实施例的透视分解图。

图2示出图1的骨锚固设备处于组装状态的透视图。

图3a)示出图2的骨锚固设备的横截面图，截面垂直于杆轴线获得。

图3b)示出图3a)的放大部分。

图4示出骨锚固设备的锁闭环的透视图。

图5示出图4的锁闭环处于第一状态的侧视图。

图6示出图4的锁闭环处于第二状态的侧视图。

图7示出图1的接收部件和锁闭环的侧视图，其中锁闭环从接收部件的底端安装。

图8a)示出在进入锁闭环的第一位置的步骤期间、安装有锁闭环的接收部件的侧视图，第一位置允许骨锚固元件的头部的导入。

图8b)示出图8a)的放大部分。

图9a)示出接收部件的透视图，其中安装在接收部件上的锁闭环处于第一位置，第一位置允许骨锚固元件的头部的导入。

图9b)示出图9a)的放大部分。

图10a)示出图1的骨锚固设备的侧视图，其中锚固元件的头部导入接收部件并且锁闭环处于在第二位置。

图10b)示出图10a)的放大部分。

图11a)示出骨锚固设备在插入有杆并且锁闭环处于第三位置时的侧视图，在第三位置中锁闭环将头部锁闭于接收部件中。

图11b)示出图11a)的放大部分。

具体实施方式

如图1至3b)所示，根据一个实施例的骨锚固设备包括呈骨螺钉形式的骨锚固元件1，其具有螺纹轴2和截球形头部3。头部3具有用来与驱动器相接合的凹陷4。骨锚固设备还包括用来接收杆6以将其连接至骨锚固元件1的接收部件5。另外，设置呈内螺丝或定位螺丝形式的闭合元件7用于将杆6紧固于接收部件5中。另外，骨锚固设备包括用来将头部3锁闭于接收部件5中的锁闭环8。

接收部件5包括杆接收部分9，其具有第一端9a和相对的第二端9b。杆接收部分9是大致圆筒形的并且包括设置于第二端9b处的同轴的第一腔孔10。第一腔孔10的直径小于骨锚固元件1的头部3的直径。因此，头部3不能延伸入杆接收部分9。杆接收部分9还包括从第一端9a延伸至距第二端9b一定距离的同轴的第二腔孔11。第二腔孔11的直径大于第一腔孔10的直径，并且大于杆6的直径。U形凹陷12设置于杆接收部分9中，其从第一端9a向着第二端9b延伸。U形凹陷12形成用于杆的通道，其尺寸使得杆6能放置于其中并且在其中被引导。借助于U形凹陷12，形成其上设有内螺纹13的两个自由支腿12a、12b。内螺纹能是米制螺纹、平螺纹、负角螺纹、锯齿螺纹或任何其他螺纹。优选地，使用比如平螺纹或负角螺纹之类的螺纹形式，其防止支腿12a、12b在内螺丝7拧入时张开。U形凹陷12的深度使得杆6和内螺丝7能插入在支腿12a、12b之间。在凹陷12的底部之间，设置大致平坦区段14，从而形成腔孔11的端部。

接收部件5的杆接收部分9具有从第二端9b延伸至距第一端9a一定距离的多个同轴的缝隙15，所述距离大致相应于内螺纹13的长度。缝隙在第二端9b处开口并且延伸穿过大致平坦区段14，例如能在图3a)中看到的。缝隙的数目根据便于将头部3导入接收部件中的所期望弹性程度设置。这可能取决于材料和壁厚和/或其他因素。

尤其如能在图1和7至9中看到，杆接收部分9具有切口24，其从第二端9b延伸入U形凹陷12的底部。切口24设置于U形凹陷12在沿着通道轴线的方向上看的任一端部处。在从切口24过渡到U形凹陷12的竖直壁的过渡部处，形成向内延伸的鼻部25，每个鼻部具有竖直内壁部分25a以及与之垂直的水平下部壁部分25b。鼻部25设置于由U形凹陷形成的通道的任一侧上，使得每个切口24分别设置有两个鼻部25。借助于鼻部25，切口24的宽度减小。

与第二端9b相邻地，接收部分5包括头部接收部分16，头部接收部分提供用于骨锚固元件1的头部3的容纳空间。头部接收部分16具有与杆接收部分9的第二端9b相对的自由端17。尤其如能在图3a)中看到的，头部接收部分16的最大外径小于杆接收部分9的外径，使得头部接收部分16相对于杆接收部分9凹进。头部接收部分16具有内部中空区段18，其在所示实施例中是半径与骨锚固元件的头部3的半径相匹配的球形形状。内部中空区段18在自由端17处具有开口19。内部中空区段18的尺寸使得中空区段18包围骨锚固元件的头部3(包括头部3的最大直径区域)。

尤其如能在图1中看到的，缝隙20设置于头部接收部分16中，其开口通向自由端17并且在杆接收部分的缝隙15中继续。还可以设置在头部的最大直径部之上的位置处终止于头部接收部分中的缝隙20a。例如，可以在U形凹陷的位置处设置缝隙20a。头部接收部分16中的缝隙赋予头部接收部分16柔性，使得锚固元件的头部3能通过扩张头部接收部分而插入并且能通过压缩头部接收部分而被夹紧。

头部接收部分16的外表面包括向外弯曲区段16a，其用来与下面描述的锁闭环8相互配合。

现在将参照图4至6描述锁闭环8。锁闭环8具有上端8a以及下端8b，在安装状态下上端8a面向接收部件的杆接收部分9的第二端9b。锁闭环的内壁具有大致圆筒形的部分8c。部分8c可从上端8a延伸至下端8b，但是至少设置于与头部接收部分16的弯曲外表面部分16a配合的区域中。圆筒形部分8c的内径稍微小于头部接收部分的弯曲部分16a的外径以允许头部接收部分由锁闭环8压缩。头部接收部分16的柔性允许通过稍微压缩头部接收部分16而将锁闭环从自由端17安装到头部接收部分16上。锁闭环8还具有大致圆锥形或圆柱形外表面8d，该表面具有与杆接收部分9的外径相同或更小的外径，使得，如图2中所示，在将锁闭环安装于接收部件上时，锁闭环不会从接收部件5径向向外地延伸。这提供用于骨锚固设备的紧凑形状。

锁闭环8在轴向上的高度小于接收部件5的头部接收部分16的高度以使得，如图3a)所示，在锁闭环处于围绕头部3的位置时，在锁闭环8的上侧与杆接收部分9的第二端9b之间存在距离。

锁闭环8还在其上端8a处包括两个彼此径向相对地定位的突起81。突起81具有如此的高度，使得在锁闭环处于其中头部3没有被锁闭的位置时，突起延伸入切口24内并且在U形凹陷12的底部上方突出。突起81的自由端82能以与杆6的曲率相应的曲率弯曲。

在每个突起81的任一侧处，设置向上延伸弹簧部分83。弹簧部分83具有这样的柔性以使得它们能朝着突起81弹性地弯曲。弹簧部分83的横截面是厚度朝着自由端83a减小的大致梯形。自由端83a能适合于杆6的形状，以使得在杆6被导入U形凹陷时，杆6搁置在突起81的上表面82上以及弹簧部分83的自由端83a上。弹簧部分83的柔性取决于弹簧部分在圆周方向上的厚度以及突起81与弹簧部分83之间的间隙84的尺寸。每个弹簧部分83在距上端8a一定距离处包括水平向外延伸的突起85，该突起具有水平上侧85a和倾斜的下侧85b。水平延伸的突起85定位于如此的高度以使得在它们如下面解释地与鼻部25配合时，突起81的上表面82延伸入U形凹陷12内。

在向上延伸的弹簧部分83没有被偏转时，它们如图7中所示延伸穿过切口24。水平延伸的突起85的最外边缘的距离也如图7中所示大于两个鼻部25的竖直内壁25a之间的距离。通过偏转弹簧部分83，水平延伸的突起85的外部边缘之间的距离减小，如图8a)中所示。

内螺丝7具有与设置于支腿12a、12b上的内螺纹13配合的螺纹。如果使用了防止支腿张开的螺纹形式，则单个闭合元件(比如内螺丝7)就足够了。这减小了骨锚固设备在径向上的尺寸。

接收部件、锁闭环、内螺丝和骨锚固元件由生物兼容材料，例如钛或不锈钢或生物兼容合金(比如镍钛诺)、或生物兼容塑料材料(比如，举例来说聚醚醚酮(PEEK))制成。部件能全部由相同的材料制成或由不同的材料制成。

将锁闭环安装到接收部件上的步骤将参照图7至9b)进行描述。在第一步骤中，如图7中所示，从头部接收部分的自由端17安装锁闭环以使得突起81与U形凹陷12对准。将突起81和向上延伸的弹簧部分83导入切口24直到上边缘83a在鼻部25上方。水平延伸的突起85仍然在切口24内。

然后，如图8a)和8b)中所示，将向上延伸的弹簧部分83手动地或者用工具朝着突起81偏转，以使得水平延伸的突起85卡在鼻部25后面进入U形凹陷12中。这个状态在图9a)和9b)中示出。在水平突起85位于鼻部25上方时，向上延伸的弹簧部分83能扩张并且再次采取未偏转位置。在这个位置中，确保锁闭环8不会掉落，原因是其由鼻部25松散地保持。而且，确保锁闭环不会旋转，原因是弹簧部分83和突起81延伸入U形凹陷12中。锁闭环8能向上移动直到其上边缘8a抵靠第二端9b，如图9a)和9b)所示。锁闭环的圆筒形内壁部分8c处于头部接收部分16的弯曲外表面部分16a上方，使得头部接收部分16没有被压缩。在锁闭环8的圆筒形内壁部分8c与头部接收部分的外表面之间存在允许头部接收部分16扩张以用于导入骨锚固元件1的头部3的空间。接收部件5和锁闭环能以以下方式预组装，即，锁闭环如图9a)和9b)中所示处于打开位置。

现在将参照图10a)至11b)描述骨锚固设备的组装和功能。在头部3从自由端17导入头部接收部分的内部中空区段18之后，将锁闭环8手动地或用工具朝着自由端17向下移动。在这个步骤期间，水平延伸的突起85的倾斜下表面85b沿着U形凹陷12的弯曲部分滑动。由于U形凹陷的宽度在弯曲部分中逐渐地减小，向上延伸的弹簧部分83朝着突起81偏转，直到水平延伸的突起85卡在鼻部25下面。切口24提供了用于水平延伸的突起85的空间，以使得向上延伸的弹簧部分83能采取它们的未偏转状态。在图10a)和10b)所示的位置中，通过上部水平表面85a抵接鼻部25的下部水平表面25b从而形成止挡来防止锁闭环向上移动。由于锁闭环处于至少部分地覆盖头部接收部分的弯曲外表面部分16a的位置中，头部接收部分16不再可扩张，这阻止将头部3从头部接收部分16移除。锁闭环的这个位置是预锁闭位置。如果锁闭环和头部接收部分的尺寸使得在预锁闭位置中，头部接收部分被稍微压缩，骨锚固元件可通过摩擦相对于接收部分保持于预备角向位置中。通过施加比摩擦力更大的力来枢转骨锚固元件，骨锚固元件仍然是可枢转的。

在图11a)和11b)中，锁闭环相对于接收部件采取第三位置，在第三位置中锁闭环由杆6进一步向下移动，当内螺丝7上紧时杆6施压在突起81的上表面82上以及向上延伸的弹簧突起83的上部83a上。第三位置是锁闭位置。在向下移动时，锁闭环8将逐渐增大的压缩力施加到头部接收部分上，这最终将头部3锁闭于头部接收部分16内的期望角向位置中。

骨锚固设备具有多种临床使用方式。如果锁闭环和接收部件被预组装，在锁闭环处于图9a)和9b)中所示的第一位置时，能选择适合的骨锚固元件并将该骨锚固元件连接至接收部件。这能在手术之前或手术期间的任何时间进行。骨锚固设备在此情况下能作为模块化系统提供，在该系统中外科医生能选择要连接至接收部件的适合的骨锚固元件。

可选地，接收部件、锁闭环和骨锚固元件能被预组装并且以预锁闭状态提供。通常，将几个骨锚固设备连接至脊骨杆6。在第一步骤中，通过将头部3中的凹陷4与驱动器相接合而将骨锚固元件插入骨部分或椎骨。可能发生头部接收部分的自由端17抵靠骨表面的情况。在此情况下，接收部件和骨锚固元件不可拆卸，原因是在如图10a)和10b)所示的预锁闭位置中，阻止头部3从头部接收部分16移除。

在将骨锚固元件插入骨之后，通过相对于骨锚固元件枢转接收部件来调节接收部件以与要插入的杆对准。在杆插入之后，将内螺丝拧紧，从而将杆压靠突起和弹簧部分的上表面82和83a，这向下移动锁闭环以压缩头部接收部分从而将头部锁闭于其中。

尽管骨锚固设备示出为具有布置于突起81的任一侧上的两个向上延伸的弹簧部分，但是仅一个弹簧部分就足够了。弹簧部分和鼻部不限于实施例中所示的具体形状，实现锁闭环由止挡保持于预锁闭位置中的功能的其他形状也是可以的。例如，弹簧部分能设置于U形凹陷的内壁处，其接合在设置于锁闭环处的刚性部分中。另外，能够省略突起81并且突起的功能可以由向上延伸的弹簧部分83实现。

对于锚固元件，能使用各种锚固元件并且能将其与接收部件相组合。这些锚固元件例如是具有不同直径的不同长度的螺钉，插管状螺钉、具有不同螺纹形式的螺钉、钉子等。螺钉的头部和轴还能是可相互连接的分离部件。

接收部件的形状不限于所示实施例。例如，杆接收部分中的缝隙能被省略。而且，接收部件能具有不对称或倾斜的端部，用来允许螺钉元件向一侧枢转更大角度。

用于杆的通道能在杆接收部分的第一端上闭合。对于闭合元件，能使用其他类型比如外螺母或其他闭合元件。

Claims (18)

1.骨锚固设备，包括：

骨锚固元件(1)，其具有头部(3)以及用于锚固于骨中的轴(2)；

接收部件(5)，其用于将杆(6)耦合至骨锚固元件，其中接收部件包括：

杆接收部分(9)，其具有第一端(9a)和第二端(9b)以及用于接收杆的带有底部的通道(12)，和

头部接收部分(16)，其位于所述第二端(9b)一侧处，用来容纳头部(3)，头部接收部分具有自由端(17)并且是柔性的以允许头部的导入和夹紧；

包围头部接收部分(16)的锁闭环(8)；

其中通过用锁闭环压缩头部接收部分(16)来锁闭头部(3)；

其中杆接收部分(9)包括至少一个切口(24)，该切口在所述通道的一端处从所述底部延伸至所述第二端(9b)并且其中锁闭环具有至少一个突起(81，83)，在锁闭环处于其中头部未被锁闭的位置时所述突起延伸穿过所述切口(24)进入所述通道(12)；

其特征在于，在锁闭环处设置第一接合部分(83，85)，该第一接合部分接合所述通道的内壁处的第二接合部分(25)从而将锁闭环保持于其中头部能够在头部接收部分中枢转并且被阻止从头部接收部分移除的位置中。

2.根据权利要求1的骨锚固设备，其中第一接合部分(85)具有表面(85a)，在锁闭环朝着所述第二端(9b)移动时，第一接合部分的所述表面抵靠第二接合部分(25)的表面(25a)。

3.根据权利要求1或2的骨锚固设备，其中第一接合部分(85)被构造为能够相对于第二接合部分(25)柔性地移动。

4.根据权利要求1至3之一的骨锚固设备，其中第一接合部分设置于延伸入所述通道(12)中的弹簧部分(83)上。

5.根据权利要求4的骨锚固设备，其中所述突起(81)和弹簧部分(83)是分离的并且弹簧部分(83)能朝着突起(81)柔性地移动。

6.根据权利要求4或5的骨锚固设备，其中弹簧部分的自由端(83a)给杆(6)提供支撑。

7.根据权利要求1至5之一的骨锚固设备，其中在通道的任一端部处设置切口(24)并且在锁闭环处设置两个径向相对的、延伸穿过切口(24)进入所述通道的突起(81)，以及其中相应于每个突起(81)设置至少一个接合部分(83，85)。

8.根据权利要求1至7之一的骨锚固设备，其中锁闭环(8)能采取其中头部接收部分(16)没有被压缩从而允许导入头部(3)的打开位置。

9.根据权利要求8的骨锚固设备，其中在所述打开位置中，所述第一接合部分(85)延伸入所述通道(12)中。

10.根据权利要求1至9之一的骨锚固设备，其中锁闭环(8)能采取其中锁闭环压缩头部接收部分(16)从而锁闭所述头部的锁闭位置。

11.根据权利要求10的骨锚固设备，其中在所述锁闭位置中，所述第一接合部分(85)延伸入切口(24)中并且脱离与第二接合部分(25)的接合。

12.根据权利要求1至11之一的骨锚固设备，其中第一接合部分和第二接合部分基本上在锁闭环(8)的圆周方向上延伸。

13.根据权利要求1至12之一的骨锚固设备，其中接收部件(5)的头部接收部分(16)紧邻第二端的直径小于杆接收部分(9)在第二端(9b)处的直径。

14.根据权利要求1至13之一的骨锚固设备，其中锁闭环(8)的外径小于或等于杆接收部分(9)的外径。

15.根据权利要求1至14之一的骨锚固设备，其中头部接收部分(16)包括开口通向所述自由端(17)的多个缝隙(20)。

16.根据权利要求1至15之一的骨锚固设备，其中杆接收部分(9)在其壁中包括多个缝隙(15)。

17.根据权利要求1至16之一的骨锚固设备，其中头部(3)是截球形状的并且头部接收部分包括具有相应的球形部分(18)以允许头部(3)枢转运动的内表面。

18.根据权利要求1至17之一的骨锚固设备，其中提供闭合元件(7)，优选地定位螺丝，以用于将杆紧固于所述凹陷中。

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